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太岁的研究进展【河南工业大学 生物工程学院】

来源:河南工业大学 生物工程学院作者:河南工业大学 生物工程学院网址:http://www.csbly.com浏览数:1064 
文章附图

李海月 1,* 黄继红 1,2,冯军伟 1,苏雪锋 1,王 文 1,杨铭乾 1 (1. 河南工业大学 生物工程学院,河南 郑州 450001;2. 河南省食品工业科学研究所有限公司,河南 郑州 450000)

摘要:太岁是一种多菌类复合体,其生物活性成分在抗癌、抗菌、细胞毒性及生理调控等方面具有重要功能。由于生物技术限制,目前对不同太岁样品的生物活性成分及菌群结构只做了初步分析,通过多种方式分离鉴定太岁菌种构成,对做好太岁的资源化利用具有重要的意义,现在距规模化开发利用太岁还有许多开创性的工作要做。通过综述太岁的微生物组成、药用价值、生物活性成分及其在微生态制剂方面的应用,对太岁应用前景进行展望,以期为太岁的进一步研究与利用提供借鉴法。

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关键词:太岁;微生物群落;活性成分;抗癌;研究进展

中图分类号:Q93 文献标志码:A doi:10.3969/jissn.1671-9646(X).2015.06.023

The Research Progress of Tai Sui

LI Haiyue1,*HUANG Jihong1,2,FENG Junwei1,SU Xuefeng1,WANG Wen1,YANG Mingqian1 (1. Collage of Bioengineering,He'nan University of Technology,Zhengzhou,He'nan 450001,China; 2. He'nan province Food Industry Research Institution,Co.,Ltd.,Zhengzhou,He'nan 450000,China) Abstract:Tai sui is a kind of fungi complex,it's bioactive ingredients has important function in anticancer,antibacterial, cell toxicity,physiological regulation and so on. Due to the limiting of biological technology,the workers have just made a preliminary analysis on biological activity and microbial community structure with different Tai sui Samples,it is meaningful in separating and identifying the composition of Tai sui in many different ways,so there is so much ground breaking work to do for Tai sui's industrial application. This article summarizes Tai sui's microbial components,medicinal value,biological activity compounds and its application in the field of probiotics. Put forwarding the prospect of Tai sui's application,and hope to provide methods for reference for Tai sui's further research and applications. Key words:Tai sui;microbial community;active ingredients;anticancer;the research progress


……沿[1][2]广[3-4][5-6]

1、

4 命力极强;西北大学生物系专家对陕西周至县渭河滩的样品进行了分析研究,将其命名为特大型黏菌复合体”。出现上述不同观点的原因包括太岁来源地的不统一,菌种分离及纯培养技术的限制以及某些微生物形态不清晰等太岁具有呼吸修复自身的功能,其子实体和菌液富含有机锗核酸多糖类维生素及氨基酸卵磷脂辅酶等营养成分[7]其有效生物活性成分在抗菌细胞毒性生理调控等方面的作用逐步被发掘,但就其作用机理还有待阐明太岁已应用于微生态制剂,王远洋等人[8]发的 Hony Well 太岁强峰活菌液作为 EM 制剂升级替代品,具有无需活化增强免疫等综合调节的作用

太岁不腐不臭可能与其含有抗性菌株有关,谷硕发现其中主要微生物成分黏菌可通过自身分泌的抑菌酶吞噬细菌[9],这预示其在食品添加剂和食品保鲜剂方面有开发应用前景某些黏菌的孢子可以用来对外伤进行消毒Rezanka 等人[10]Fuligo cinerea中提取得到的二苯并呋喃衍生物 Fulicineroside 对革兰氏阳性菌和冠瘿瘤具有高度活性迄今已从 4 个目共 27 种黏菌中分离得到脂肪酸氨基酸生物萘醌酯类化合物及它们的衍生物等近 100 种化学成分,黏菌有望成为获得天然活性物质的新资[11]目前,国内对于太岁中的微生物群落结构进行了一定研究,但总体来说比较粗浅,主要集中在细菌和真菌方面而对于黏菌的研究较少

2 微生物分析

西北大学的戴璐利用有饲培养方法,从太岁中分离出疣孢钙皮菌和扁垫双皮菌 2 株黏菌目前已知的黏菌多归于绒泡菌目[12],所描述黏菌的生活周期多是通过实验室培养这一目的黏菌完成的黏菌因其个体小,较难培养,目前认知的黏菌只有 900 种[13]太岁中黏菌的分离选育特性研究和开发应用,必须依靠先进的理论和方法,如酶工程细胞工程代谢工程等理论及分子生物学方法,才能更好地促进太岁的开发应用太岁中优势菌株的分离鉴定,对优化太岁发酵工艺具有重要意义[14-15]

欣从太岁样品中分离出黏质沙雷氏菌产酸克雷伯氏菌铜绿假单胞菌等 7 株细菌,丰富了太岁菌种的鉴定其中,黏质沙雷氏菌会引起病人术后感染[16],铜绿假单胞菌在机体免疫力下降时引起菌血症和心内膜炎,该菌的耐药特征可指导临床合理使用抗菌药物[17]岁微生物中有益或有害的成分并没有得到科学证实,其食用安全性及功能成分还需进一步分析研究林涧等人[18]2 种不同来源的太岁样品中分离出细菌根癌农杆菌,该菌可趋化性地感染大多数双子叶植物或裸子植物的受伤部位,太岁中微生物的种类决定了其代谢产物的品质,所以筛选菌株进行工业发酵就显得尤为重要太岁中微生物的种类及其比例对太岁的生长有何影响,以及不同功能的菌种能够混合生长有较深的生物学机理需要分析

林涧等人[18]用传统的菌种分离方法,从 2 种不同来源的太岁中分离到相同优势菌株黏质红酵母郑科研等人[19]在培养太岁过程中发现,2 株黏菌若与1 株霉菌共同生长,后期霉菌消失全部长成黏菌,这暗示黏菌可能为太岁的主要成员在太岁生长过程中,其中的微生物经过竞争与淘汰,大量的微生物已经分解或死亡,而且黏菌有抑菌杀菌的功能,能与黏菌共生的微生物本身已经过自然筛选,因此要全面解释太岁的形成机理,需要在太岁培养的不同周期分别取样进行分析

3 生物化学成分分析及其药用功能

朱春玉等人[2]以钒钼酸显色法测得 7 种太岁样品中核酸含量为 2.053~35.128 6 μg/g太岁中含有的核酸及其降解物核苷酸,如胞苷二磷酸 - 胆碱可作为治疗脑意识障碍和脑昏迷抢救药物[20],其中核酸会使分解物 ATP 增多,提高皮肤组织的活动能力,通过皮肤组织的分裂增生达到修复疤痕的效果

饲料中添加酵母核酸能够提高动物食欲和增加体质量[21]于太岁中核酸的利用,目前仍需动物试验验证其食用安全性,然后通过控制培养成本提高产品品质等改善太岁中核酸抽提工艺朱春玉等人[2]测定的太岁样品中多糖含量为14.48%,研究发现混菌产生的胞外和胞内多糖抗肿瘤活性均优于单菌保健品 (如灵芝) 中的多糖具有降血糖抗肿瘤提高免疫抗衰老等功效[22]清华等发现神秘肉团有抑制小鼠肿瘤生长,包括使小鼠肿瘤生长减缓或使个别动物的移植肿瘤细胞不能生长的作用进一步分析太岁中多糖的提取纯化方法及测定多糖结构[23]利用免疫指标分析其生物活性及免疫机理对鉴定其药用功能具有重要意义

太岁中生物活性成分微量元素的研究为其营养价值提供了理论基础,朱春玉[2]发现太岁含有丰富的锌等微量元素,分析显示微量元素是中药的基本成分和有效药理的核心组分[24]量元素在人体细胞中新陈代谢起着重要作用[25]补充适量维生素有抗衰老的功效[26]可采取特殊工艺来制取富含微量元素的菌株,添加到食品中作为补充微量元素的来源郑科研等人[19]经红外光核磁共振等现代分析仪器测定 2 种太岁样品提取物,发现主要化学成分为聚乙烯醇,对于不同来源地太岁生物化学成分分析,显示各成分之间并无明显联系,了解太岁还有较多开创性工作要做

4 人工养殖太岁

李东明[27]原生太岁为菌种结合中药制备的太岁肉灵芝,具有生长快速培养条件可控制等优点但对于太岁中污染物含量真菌毒素含量致病性微生物的数量是否符合国家食品安全标准体系[28]前并无详细报道,这是限制太岁不能大规模应用的重要因素,至于综合太岁所产生的功能是否利大于弊,还需要进一步的探究和动物试验验证

5 展望

由于生物技术检测方法及太岁来源地的不统一,目前各研究单位对不同来源地太岁微生物没有做系统分析,对太岁中不同活性成分的免疫机理及药理和毒理性检测尚缺乏全面了解基于上述成果,以下 4 个方面的研究很有价值:

①首先确认太岁是否符合国家食品安全标准体系的通用法则,其次选择其他具有抗癌增强免疫的保健品做对照,通过药理和毒理性验证其功效,同时指出太岁保健作用效果剂量;

②从生物途径生理途径分子途径研究太岁免疫活性机理;

③从 1949 年蕈菌的深层培养获得成功,许多具有食用或药用功能的蕈菌则通过发酵获取其菌丝体来代替利用率低生长周期长的子实体,对于能够大规模培养太岁要分离鉴定出优势菌株,观察其在生长周期中代谢产物的产率,综合分析各项指标,找出适合获取太岁有效活性成分的培养时期;

④太岁活性成分分离纯化,如通常说纯化的多糖比含有蛋白质的活性高,分别对太岁活性成分多糖蛋白质等纯化后研究其免疫活性,开发出具有保健功能的产品

⑤开发绿色的新型饲料添加剂来代替抗生素是目前我国养殖业发展的方向,太岁代谢过程中产生的多种成分,可从核酸多糖能量转化等多方面干扰病原微生物的代谢,从而有效地抑制杀灭细菌控制太岁培养成本,提高产品品质,改善发酵工艺是目前探究太岁的发展方向总之,开发利用太岁,还有许多开创性的工作要做


参考文献:宏生. 一种从太岁中提取基因组的方法:中国,200910220112.7 [P] . 2009-11-24.朱春玉,白婷婷,蒋秋实,等.太岁生物学组分的研[J] . 微生物学杂志,201131 1):1-5.肖平,黄友谊. 酸茶微生物菌系分离与鉴定及茶酒发酵技术研究 [D] . 武汉:华中农业大学,2012.韩丽,罗向前,谢志英,等. 布朗族酸茶理化及香气成分初步研究 [J] . 西南农业大学学报,201124 2):504-508.张中华. 绍兴黄酒麦曲中微生物群落结构的研究 [D] .无锡:江南大学,2012.曹钰,陈建尧,谢光发,等. 黄酒麦曲天然发酵中真菌群落的成因探究 [J] . 食品与生物技术学报,200827 5):95-101.李景色. 太岁 [J] . 今日科苑,201311 5):95-101.王远洋,赵泽民,张映升,等. Honey Well 太岁强峰活菌液蜂群实验初报 [J] . 蜜蜂杂志,200915 6):1-5.谷硕,王琦. 黏菌主要种原质团的培养生物学特性及其对细菌吞噬作用的研究 [D] . 长春:吉林农业大学,2011.Reznka THanus L ODembit Sky V M. The fulicinerosidea new unusual glycosidic dibenzofuran metabolitefrom the slime mold Fuligo cinerea (L.Wiggers [J] . EurJ Org Chem2005132 708-2 714.朱鹤,王琦. 黏菌化学成分的研究进展 [J] . 菌物研究,20097 3):201-202.Kamono AMatsumoto JKojima Het al. Characterization of myxomycete communities in soil by reverse transcription polymerase chain reaction RT - PCRbasedmethod [J] . Soil Biology & Biochemistry20094 1):1 314-1 325.Steven LStephensonFiore Donno A Met al. Myxomycetes in soil [J] . Soil Biology & Biochemistry2011432 237-2 248.白卫东,沈颖,刘晓艳,等. 响应面优化荔枝酒混菌发酵工艺的研究 [J] . 河南工业大学学报,201434 1):57-62.冯文亮,王丽丽. 维生素 C 发酵中混菌机制及新型伴生菌系的研究 [D] . 石家庄:河北科技大学,2008.Leng PHuang WZhang Het al. Outbreak of Serratiamarcescens postoperative infection traced to barbers and razors [ J] . Journal of Hospital Infection201459 1):3-4.博,倪语星,孙景勇,等. 2010 年中国 CHINET 绿假单胞菌耐药性监测 [ J] . 中国感染与化疗杂志,201212 3):161-166.林涧,熊向华,葛欣,等. 2 种太岁样品中微生物的分离和鉴定 [J] . 生物技术通讯,201324 6):825-828.郑科研,董兆麟. 不明物体太岁的初步研究 [J] . 西北大学学报,201040 6):12-17.Fioravntim MBuckey Ae. Citicoline in the treatment ofcognitive impairment [ J] . Clin Interv Aging2006 3):247-251.Choufhury DPalak. Dietary yeast RNA supplementationreduces mortality by Aeromonas hydrophila in rohu juve niles [J] . Fish Shellfish Immunol200519 3):281-291.毛键,马海乐. 灵芝多糖的研究进展 [J] . 食品科学,201031 1):295-296.鲍晓明. 热带假丝酵母高产核糖核酸的连续发酵及提取纯化工艺研究 [D] . 济南:山东大学生命科学学院,2013.秦俊法,陈磐华. 中国的中药微量元素研究


1.4 霉菌发酵生产 SOD

淑芬[8]产胞外 SOD 的 14 株菌株进行筛选,其 中 9251 菌 株 产 酶 活 性 最高,为绿色木霉Trichoderma virideTrichoderma viride9251 的发酵工艺进行了优化,优化后产酶活性达 85 U/mL羽航[9]少孢根霉 RT-3 (Rhizopus oligosporus saitoRT-3) 固体发酵向胞外分泌 SOD 的条件进行了研究,酶液的制备采用 pH 值 8.2,50 mmol/L 的磷酸缓冲液,离心取上清液;RT-3 发酵 42 h 后酶活达到最大(142 U/mL);适宜的接种量为 0.5%~1.0%;添加 10%的水有利于产酶培养温度宜采用变温方式,即在37 下培养 24 h,之后在 28 下培养 18 h

2 培养条件的优化

研究者已经对培养条件进行了研究阳辛凤[10]SOD 高产酵母菌株 Yb0101 发酵条件,分析培养温度装液量时间氮源类型对其产酶的影响最终确定培养条件为温度 30 ,装液量 40 mL,时间 21 h,发酵后所得的粗酶液 SOD 活力最高刘剑[11]通过平板涂布和摇瓶培养筛选出高产 Mn-SOD 的革兰氏阴性芽孢杆菌,通过摇瓶培养确定产 SOD 的优化条件,优化后产酶总活力为 2 458±62 U

3 分离纯化的研究

王岁楼[1]别以细胞自溶法甲苯法氯仿 - 乙醇法和酶裂解法共 4 种方法对酵母菌 Y-216 菌破壁,制备 SOD 粗提液,测定酶活力,以甲苯法破壁效果较好杨明琰[3]采用甲苯法进行破壁取粗酶液,将粗酶液于 50 下加热,调节 pH 值,丙酮分级沉淀后,进行 DEAE 纤维素 - 32 柱层析四步纯化工艺,可得到纯化的 SOD,其酶活力为 3 500 U/mg,收率为583%,纯化倍数为 30.43 倍裴轶琨[2]取了石英砂研磨破壁法细胞自溶氯仿 - 乙醇法 3 种提取方法经过试验证明,石英砂研磨破壁法是一种经济实惠,并且得到 SOD活性好的一种方法于洋[12]对啤酒废酵母中的 SOD进行了研究,确定了啤酒废酵母粉喷雾干燥的加工工艺,并利用响应面优化喷雾干燥的工艺参数;研究了超声 - 微波辅助法提取废啤酒酵母粉中 SOD 的加工工艺,采用响应面优化工艺参数,并研究了利用柱层析技术进行了 SOD 的纯化分离方法利用响应面优化方法对超声 - 微波辅助法提取废啤酒酵母粉中SOD 的工艺进行优化,得到最佳的破壁参数为超声波功率 574 W,超声波作用时间 10.85 min,微波作用时间 2.7 min,加盐量 3%对预测模型进行验证试验,验证结果该模型不失拟,在允许误差范围内李兰[7]用超声波破碎法对枯草芽孢杆菌转酮醇酶变异株细胞壁的破碎有一定作用,由于 SOD 易失活,所以此法必须在冰浴的条件下进行,简便易行,试验条件容易控制

4 展望

目前,SOD 的生产方法依然主要是从生物体内进行提取,但是由于发酵法生产 SOD 具有一定的优势,因此随着 SOD 重要生理功能的开发,近年来关于 SOD 抗衰老作用以及在化妆品等众多领域中的应用,发酵法生产 SOD 有着广阔的前景

参考文献:

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